基于單片機的校園智能格子鋪系統的設計

張文婷，夏娜，楊佳慧，彭霞

（安徽新華學院電子通信工程學院，安徽合肥，230000）

0 引言

物聯網是第三次工業革命的產物，是信息時代的最終趨勢。它以實現萬物互聯為己任，使人與人、人與物、物與物之間能夠便捷快速的相互通信。隨著人們的物質生活水平不斷提高，信息時代的不斷發展，物聯網、云計算等新一代科學技術逐步的成熟，這就為實現無人化的二手物品交易提供了技術支持。本文通過對攝像頭模塊、WIFI 模塊、3×4 矩陣鍵盤電路與LCD 液晶顯示器電路的研究，設計出一款通過手機APP 控制的校園智能格子鋪系統，具有實現無人看守、便利化租柜、自動監管物品等功能。本設計既能解決人力物力等資源浪費問題，又能幫助同學們有效的組織二手物品交易。

1 系統功能設計

本系統旨在幫助學生群體在校園內組織二手物品交易市場，有出售需求的可以租用格子鋪來展示其想出售的物品，有購買需求的可通過格子鋪購買。系統功能設計框圖如圖1 所示。

圖1 系統功能設計框圖

學生有閑置或者想購買閑置大多通過學生自發建立的二手交易群、線上交易軟件以及班級社團組織的“跳蚤市場”，但這些途徑大多受眾不廣，甚至形同虛設。同時使用二手交易軟件的人員魚目混雜，無法保障學生的權益。而校園智能格子鋪系統主要為解決二手商品無固定交易場所和二手商品無質量保障等問題。線下格子鋪用來存儲和展示賣家想要出售的物品，買家可以通過到校園內安放格子鋪的地方觀看實物并用手機微信掃描格子鋪上二維碼獲得二手商品信息和賣家具體聯系方式，可避免網上圖片與實物不符、收到貨后調包等問題，極大地保障了買賣雙方的權益。

2 系統硬件設計

系統主要以STC89C51 為微控制單元，外圍電路裝備攝像頭模塊、WIFI 模塊、3×4 矩陣鍵盤與LCD 液晶顯示器，配合用Android Studio 開發的手機APP 實現在校園內進行便利化租柜。手機與交易柜主要通過WIFI 模塊進行通信，實現遠程操控。系統硬件設計框圖如圖2 所示。

圖2 系統硬件設計框圖

（1）主控制模塊設計

本次設計采用STC89C51 單片機作為整個系統的微控制單元，51 單片機作為嵌入式單片機，可以提高系統的工作效率，能夠實現網絡化集中管理與控制。

（2）3×4 矩陣鍵盤模塊設計

本系統使用單片機p0.0～p0.6 來實現它與鍵盤的通信，且鍵盤由0～9 十個數字以及確認鍵十一個按鍵組成實現密碼鎖的密碼輸入。矩陣鍵盤模塊如圖3 所示。

圖3 矩陣鍵盤模塊

（3）LCD 液晶顯示電路設計

本設計選擇的LCD1602 液晶顯示器，具有功耗低、體積小、質量輕、超薄和可編程驅動等其他顯示方式無法比擬的特點，液晶作為一種顯示器件，以其特有的優勢正廣泛應用于儀器、儀表、電子設備等低功耗產品中。在本設計中使用液晶顯示屏來顯示所輸入的密碼。LCD 液晶顯示電路設計如圖4 所示。

圖4 LCD 顯示模塊

（4）WIFI 模塊設計

本系統主要采用WIFI 模塊實現無線通信。WIFI 模塊的RXD 和TXD 與STC89C51 單片機的串口1 的TXD 和RXD相連，WIFI 模塊收到STC89C51 單片機連接網絡數據命令后，將會自動配節網絡，若網絡連接成功或者失敗后，都會反饋數據給STC89C51 單片機。

圖5 WIFI 模塊

（5）攝像頭模塊設計

本系統采用OV7670 攝像頭模塊，其體積小、工作電壓低、靈敏度較高、具有標準的SCCB 接口并且兼容I2C 接口，在本系統中，采用此監控設備來確保買賣雙方的合法權益。攝像頭模塊設計如圖6 所示。

圖6 攝像頭模塊

（6）密碼鎖電路的設計

當按下S1 時，三極管D1 飽和導通，6V 電源通過D1向C1 充電，以此類推。本設計中通過密碼鎖來控制柜門，大大提高了系統的安全性。密碼鎖電路如圖7 所示。

圖7 密碼鎖電路設計

（7）電源模塊設計

VCC 和GND為單片機的主電源引腳，電腦端輸出232 電平，單片機是TTL 電平，需要USB 轉換模塊對其轉換，本系統選擇5V 直流電源作為總電源，為整個系統供電。

3 手機APP的功能設計

手機APP 主要是面向賣家設計的，賣家操作流程圖如圖8 所示。

圖8 系統流程圖

4 結束語

本文所設計的校園智能格子鋪系統符合市場的需求具有極強的實用性，所采用的軟硬件設備具有高可靠性，具備長期穩定工作的能力。同時本系統是基于物聯網高新技術研發設計的，其技術性、創新性和開放性毋庸置疑。

生活水平的日益提高，產能過剩將會成為人們需要面對的一個重要問題。校園智能格子鋪系統可以減少過剩資源的浪費，將資源重整重新出售給有需要的人，也響應了國家節能環保的號召。